JPH0318499B2

JPH0318499B2 -

Info

Publication number: JPH0318499B2
Application number: JP20100983A
Authority: JP
Inventors: Kenkichi Hirano; Hiroshi Shimauchi; Mitsuo Takahashi
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1991-03-12
Also published as: JPS6094155A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、安全かつ確実に岩石やコンクリート
体等を破砕するためのタンピング材に関する。タンピング材とは、岩石やコンクリート体等の
被破砕物の破砕効果を向上させるために、穿孔
に、ダイナマイト等の爆薬や水和によつて膨張を
示すようないわゆる静的破砕剤といわれている物
質を充填したのち、その上部開口部を填塞するた
めの込め物である。従来、タンピング材として
は、砂、水、粘土、岩石粉、水硬性物質等種々の
ものが提案されているが、破砕効果等が十分でな
かつた。すなわち、 (1) タンピング材の被破砕物との接着強度が小さ
いので、その分タンピング長を極めて長くとる
必要がある。また、そのように長くとれない被
破砕物の場合には問題が大きい。 (2) タンピングに長時間を要し、また、従来の水
硬性物質では硬化時間がおそいのでタンピング
後所要強度を発現するまでに長い間まつていな
ければならず、作業能率が悪つた。 (3) 静的破砕剤が穿孔径や岩質、使用温度等の条
件によつて鉄砲現象を起こすことがないように
遅延成分等を添加し、使用条件に応じて多種の
ものを揃えておく必要があつた。本発明者は、これらの欠点を解決するには、水
硬性物質として、従来のセメントを主成分とした
もののかわりにカルシウムアルミネート又はエト
リンガイド前駆物を用いればよいことを見い出し
本発明を完成したものである。すなわち、本発明は、水硬性物質を結合材とす
るタンピング材において、該水硬性物質の主成分
を、可溶性アルミニウム、又は可溶性アルミニウ
ムと無機硫酸塩との混合物とすることを特徴とす
るタンピング材である。以下、さらに詳しく本発明について説明する。本発明でいう可溶性アルミニウムとは、無機硫
酸塩と水和反応して高硫酸塩型カルシウムサルフ
オアルミネート水和物（エトリンガイド）
3CaO・Al₂O₃・3CoSO₄・32H₂O又は低硫酸塩型
カルシウムサルフオアルミネート水和物3CaO・
Al₂O₃・CaSO₄・12H₂O等を生成するものであ
る。具体的な化合物としては、ＣはCaO、Ａは
Al₂O₃、Ｘはハロゲン元素を表わすものとして、
アルミナセメント、CA、C₁₂A₇、C₃A、CA₂、
C₃A₃CaX₂、C₁₁A₇CaX₂、C₄AFl₂O₃ならびにこ
れらの成分割合を有する無定形物である。粉末度
はブレーン値で1000〜10000cm²／ｇ程度が実用的
であり、この範囲において粉末度を調節すること
によつて水和反応速度をコントロールすることが
できる。反応速度をはやめたいときには、可溶性
アルミニウムとして、C₁₂A₇又はC₁₁A₇CaX₂なら
びにこれらの無定形の１種以上を用い、その粉末
度を細かくすればよい。一方、無機硫酸塩としては、可溶性アルミニウ
ムと水和反応してカルシウムサルフオアルミネー
ト水和物を生成するものであれば種類は問わな
い。具体的には、無水石膏、半水石膏、２水石
膏、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム等が使用
される。強度面では無水石膏が好ましい。これら
の無機硫酸は、本発明においては必須成分ではな
い。しかし、カルシウムサルフオアルミネート水
和物を生成する際の膨張力を利用してタンピング
効果を高めるために可溶性アルミニウムと併用す
るのが好ましい。その混合量は、可溶性アルミニ
ウム１重量部あたり無機硫酸塩0.1〜10重量部と
するのがよく、作業性と強度発現性を満足する。
すなわち、無機硫酸塩が0.1重量部未満では初期
接着強度は充分であるが硬化時間が早くタンピン
グ作業がやりずらくなる。また、10重量部をこえ
ると強度発現が悪くなる。好ましい割合は0.5〜
５重量部特に１〜３重量部である。本発明は、以上の成分を主成分として含んでな
るものを結合材としたタンピング材であるが、β
−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物等の
減水剤、ポリビニルアルコール、メチルセルロー
ス、ポリエチレンオキサイド等の増粘剤、及びク
エン酸、グルコン酸、酒石酸などのオキシカルボ
ン酸又はその塩やアルカリ炭酸塩等の遅延剤の少
量を添加すればそれ相当の好結果を持たらし、さ
らには、砂等の増量剤や、可溶性アルミニウムに
対して30重量％程度までのセメント、消石灰、生
石灰、MgO、Mg（OH）₂等を配合することによつ
て、タンピング効率をさらに高めることもでき
る。次に、本発明の使用法について説明すると、通
常は、少量づつ押し込むか、又は前記成分に適切
量の水を加えて流動性を付与し爆薬又は静的破砕
剤を装填した後の上部開口部に流し込み固化させ
る。しかし、タンピング作業性を高め、かつ、少
ない使用水量でより接着強度を高めるために、
紙、有孔プラスチツク等の通水性容器に本発明に
係る水硬性物質を入れておき、使用時に水に浸し
吸水させてから使用することは好ましい。また、
通水性容器のかわりにタンピング（通常は棒でつ
ついて行う）の際に、容易に破れる程度の破壊性
を有する容器に、前記した水とねり物を入れ、そ
れを使用することもできる。以上の２例は、タン
ピング材をカプセル化したものであり、それによ
つて、孔の開口向きに関係なく、かつ、短時間に
作業を終えることができるという利点がある。以上説明した通り、本発明のタンピング材は、
従来の水硬性物質のかわりに、可溶性アルミニウ
ム、又は可溶性アルミニウムと無機硫酸塩の混合
物と主材として用いるものであつて、本発明によ
れば、次のすぐれた効果を発揮するものである。 (1) 短時間で高い接着強度を発現するためタンピ
ング後すぐに爆破が可能である。 (2) タンピング長を極めて短くすることができ
る。 (3) 爆薬量又は静的破砕剤量を軽減することがで
きるので経済的かつ被破砕物の飛散が小さくな
る。 (4) 低爆発力の破砕器を使用することによつて安
全かつ確実に破砕することができる。 (5) カプセル化することにより、孔の開口方向に
関係なく確実にタンピングすることができる。 (6) 孔径が40mmφ以上の太径の破砕工事を静的破
砕剤を用いて行つても吹出しがない。 (7) 低温用の静的破砕剤が高温においても使用で
きる。 (8) 静的破砕剤の鉄砲現象を阻止するために添加
されていた遅延成分や硬化成分を少量とするこ
とができるので、経済性が向上しかつ膨張力も
大きくなる。以下、実施例をあげてさらに具体的に説明す
る。実施例１直径約1.2ｍの石灰石転石の中央に40mmφ×長
さ70cmの装薬孔を穿設し、岩盤破砕器（日本化薬
社製「Ｐ−６」を装填後タンピング材の種類と長
さをかえて充填し20分後に点火した。その結果を
第１表に示す。本発明品の場合は、タンピング長
10cmでも破砕することができた。

【表】次に、本発明品を32mmφ×200mmのポリエチレ
ン製袋に入れ、すばやくタンピングしながら袋を
破壊した。タンピング長は第１表と同様にした。
その結果も破砕することができた。実施例２実施例１と同様な材料、すなわち、無定形
C₁₂A₇1重量部と無水石膏0.5重量部からなる混合
物を、直径32mmφ×長さ100mmの和紙製袋に入れ、
カプセル化したタンピング材をつくつた。石灰石
転石（直径約1.5ｍ）の中央部に直径40mmφ×長
さ70cmの穴を堀つた。この穴の最深部に日本化薬
社製破砕器「Ｐ−６」をセツトし、前記カプセル
をクエン酸１％水溶液に20秒間浸漬してからタン
ピングしてつめた。セツト後15分で点火し爆破し
た。その結果、タンピング長10cmでも破壊され
た。別に、前記カプセルを吸水後５cmφ×10cmの型
枠に入れて、10分、20分、60分の強度を測定した
ところ、それぞれ、70Kgｆ／cm²、110Kgｆ／cm²、
150Kgｆ／cm²であり、その水和物は、多量のエト
リンガイドで構成されていることをＸ線回析で確
認した。実施例３可溶性アルミニウムの種類と無水石膏の配合割
合をかえた以外は実施例２と同様にして破砕試験
を行つた。別に、カプセルを吸水後、内径40mmφ
×長さ50mmの鉄パイプにつめ、10分後の押し抜き
荷重を測定した。それらの結果を第２表と第３表に示す。

【表】ある。

【表】＊急結性が強くタンピングがむずか
しかつた。
実施例４無定形C₁₂A₇（ブレーン値4500cm²／ｇ）と無水
石膏（ブレーン値6000cm²／ｇ）との等重量混合物
を、直径28mmφ×長さ250mmの和紙製袋に入れ、
カプセル化したタンピング材をつくつた。１ｍ×１ｍ×１ｍのコンクリートブロツク（圧
縮強度450Kgｆ／cm²）のそれぞれに、直径34mmφ、
42mmφ、60mmφの孔を中心部65cmの深さで穿設し
た。これらのそれぞれのブロツクに、市販の静的
破砕材（生石灰を主成分とする常温用５Kgと水２
を混合して得られたスラリーを孔の底部より40
cm高さまで充てんしたところ約10分で表面が固ま
つたので、前記タンピング材を水に浸漬して30％
の水を吸水させてから、こめ棒でタンピングし
た。気温は20℃であつた。その結果、34mmφのものは12時間で、42mmφで
は６時間で、60mmφでは１時間でそれぞれ亀裂が
発生した。なお、前記カプセルは、吸水後１分より硬化を
開始し、10分後80Kgｆ／cm²、30分後150Kgｆ／cm²、
60分後210Kgｆ／cm²の圧縮強度を発現した。比較のため、タンピングなしで行つたところ、
34mmφのものは18時間で亀裂が発生したが、42mm
φでは１時間で、60mmφでは35分でスラリーが吹
出し、亀裂は発生しなかつた。実施例５実施例４と同様な条件で低温用静的破砕剤を用
いて試験を行つた。その結果、タンピングしない
ものは20〜40分ですべての孔からスラリーが吹出
し、コンクリートブロツクには亀裂が生じなかつ
た。これに対し、タンピングしたものは吹出しせ
ず、34mmφで７時間、42mmφで３時間、60mmφで
50分にそれぞれ亀裂が生じた。実施例６実施例４のタンピング材のかわりに、無定形
CA（ブレーン値5500cm²）単味を用いて同様な破砕
試験を行つた。このカプセルは、吸水後30秒で硬
化開始し、10分後182Kgｆ／cm²、30分後273Kgｆ／
cm²、60分後315Kgｆ／cm²の圧縮強度を示した。無
定形CAに対して１重量％のクエン酸を添加する
ことにより硬化開始時間を３分まで延長すること
ができた。コンクリートブロツクの破砕結果は、クエン酸
の添加の有無を問わず、34mmφのものは10時間程
度、42mmφでは５時間程度、60mmφでは２時間程
度でそれぞれ亀裂が発生した。

Claims

【特許請求の範囲】

１水硬性物質を結合材とするタンピング材にお
いて、該水硬性物質の主成分を、可溶性アルミニ
ウム、又は可溶性アルミニウムと無機硫酸塩との
混合物とすることを特徴とするタンピング材。